(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電力増幅器と、
複数の第１伝送線と、
中央導電域と、
複数の第２伝送線と
を備え、
前記複数の電力増幅器のそれぞれは、入力及び出力を有し、
前記複数の電力増幅器のそれぞれの前記出力は、前記複数の第１伝送線のうちの異なる１以上の前記第１伝送線の第１端に電気的に結合され、
前記複数の第１伝送線のそれぞれの第２端は、供給電圧に結合され、
前記中央導電域はアンテナ端子に結合されたノードを有し、
前記複数の第２伝送線のそれぞれは、対応する前記第１伝送線を介して前記複数の電力増幅器の異なる出力に結合され、
前記複数の第２伝送線のそれぞれは、前記中央導電域に電気的に結合された端を有し、
前記複数の電力増幅器のそれぞれは、入力信号を受信して出力信号を生成し、
前記複数の電力増幅器の前記出力信号は、前記複数の第１伝送線から前記複数の第２伝送線へ磁気的に結合され、前記中央導電域の前記ノードにおいて加算され、
前記複数の第１伝送線は第１インピーダンスを有し、前記複数の第２伝送線は第２インピーダンスを有し、
前記複数の電力増幅器のそれぞれは、第１差動出力を有する第１電力増幅器と第２差動出力を有する第２電力増幅器とを有し、
前記第１差動出力の第１出力は、前記複数の第２伝送線のうちの１つと並行である、前記複数の第１伝送線のうちの第１の第１伝送線に電気的に結合され、
前記第２差動出力の第１出力は、前記複数の第２伝送線のうちの前記１つと並行である、前記複数の第１伝送線のうちの第２の第１伝送線に電気的に結合され、
前記第１差動出力の第２出力は、第３伝送線の第１端に結合され、
前記第２差動出力の第２出力は、前記第３伝送線の第２端に結合され、
前記第３伝送線は、前記複数の第２伝送線のうちの前記１つの第１の側と並行である第１部分と、前記複数の第２伝送線のうちの前記１つの、前記第１の側と対向する第２の側と並行である第２部分と、前記複数の第２伝送線のうちの前記１つのターミナル端に垂直で前記ターミナル端の周りの、前記第１部分及び前記第２部分を結合する第３部分とを有する
装置。
【請求項２】
前記複数の第１伝送線のそれぞれ及び前記複数の第２伝送線のそれぞれは、細長い形状であり、前記電力増幅器のそれぞれの出力は、前記複数の第２伝送線のうちの１つと並行である１以上の前記第１伝送線と電気的に結合される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記中央導電域は、円形であり、前記ノードは円形の前記中央導電域の中央に位置する請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の第１伝送線のそれぞれ及び前記複数の第２伝送線のそれぞれは、矩形であり、前記複数の第１伝送線は、前記複数の第２伝送線と並行であり、前記複数の第２伝送線は、前記ノードから外側へ放射状に延伸する請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記複数の第２伝送線は、前記ノードを中心に等角度で離間するように設けられている請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記複数の電力増幅器と、前記複数の第１伝送線と、前記複数の第２伝送線と、前記中央導電域とが単一の集積回路上に配置されている請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
アンテナと、
複数の電力増幅器と、
複数の第１伝送線と、
中央導電域と、
複数の第２伝送線と
を備え、
前記複数の電力増幅器のそれぞれは、入力及び出力を有し、
前記複数の電力増幅器のそれぞれの前記出力は、前記複数の第１伝送線のうちの異なる１以上の前記第１伝送線の第１端に電気的に結合され、
前記複数の第１伝送線のそれぞれの第２端は、供給電圧に結合され、
前記中央導電域は、前記アンテナに結合されたアンテナ端子に結合されたノードを有し、
前記複数の第２伝送線のそれぞれは、対応する前記第１伝送線を介して前記複数の電力増幅器の異なる出力に結合され、
前記複数の第２伝送線のそれぞれは、前記中央導電域に電気的に結合された端を有し、
前記複数の電力増幅器のそれぞれは、入力信号を受信して出力信号を生成し、
前記複数の電力増幅器の前記出力信号は、前記複数の第１伝送線から前記複数の第２伝送線へ磁気的に結合され、前記中央導電域の前記ノードにおいて加算され、
前記複数の第１伝送線は第１インピーダンスを有し、前記複数の第２伝送線は第２インピーダンスを有し、
前記複数の電力増幅器のそれぞれは、第１差動出力を有する第１電力増幅器と第２差動出力を有する第２電力増幅器とを有し、
前記第１差動出力の第１出力は、前記複数の第２伝送線のうちの１つと並行である、前記複数の第１伝送線のうちの第１の第１伝送線に電気的に結合され、
前記第２差動出力の第１出力は、前記複数の第２伝送線のうちの前記１つと並行である、前記複数の第１伝送線のうちの第２の第１伝送線に電気的に結合され、
前記第１差動出力の第２出力は、第３伝送線の第１端に結合され、
前記第２差動出力の第２出力は、前記第３伝送線の第２端に結合され、
前記第３伝送線は、前記複数の第２伝送線のうちの前記１つの第１の側と並行である第１部分と、前記複数の第２伝送線のうちの前記１つの、前記第１の側と対向する第２の側と並行である第２部分と、前記複数の第２伝送線のうちの前記１つのターミナル端に垂直で前記ターミナル端の周りの、前記第１部分及び前記第２部分を結合する第３部分とを有する
無線システム。
【請求項８】
複数の電力増幅器の信号電力を増幅して複数の増幅信号を生成する段階と、
前記複数の増幅信号を複数の第１伝送線に電気的に結合する段階と、
複数の第２伝送線のそれぞれが、対応する前記第１伝送線から前記増幅信号を受信するよう、前記複数の増幅信号を前記複数の第１伝送線から前記複数の第２伝送線へ磁気的に結合する段階と、
前記複数の増幅信号を前記複数の第２伝送線のそれぞれから中央導電域へと電気的に結合し、加算された増幅信号を生成する段階と、
前記加算された増幅信号をアンテナ端子へ電気的に結合する段階と
を備え、
前記複数の増幅信号を前記複数の第１伝送線に電気的に結合する段階において、
前記複数の増幅信号は、前記複数の第１伝送線のうちの異なる１以上の前記第１伝送線の第１端にそれぞれ電気的に結合され、前記複数の第１伝送線のそれぞれの第２端は、供給電圧に結合され、
前記複数の第１伝送線は第１インピーダンスを有し、前記複数の第２伝送線は第２インピーダンスを有し、
前記複数の増幅信号のそれぞれは、第１差動出力信号及び第２差動出力信号を有し、
前記第１差動出力信号の第１コンポーネントは、前記複数の第２伝送線のうちの１つと並行である、前記複数の第１伝送線のうちの第１の第１伝送線に電気的に接続され、前記第２差動出力信号の第１コンポーネントは、前記複数の第２伝送線のうちの前記１つと並行である、前記複数の第１伝送線のうちの第２の第１伝送線に電気的に結合され、前記第１差動出力信号の第２コンポーネント及び前記第２差動出力信号の第２コンポーネントは、第３伝送線の対向する端にそれぞれ結合され、前記第３伝送線は、前記複数の第２伝送線の前記１つの第１の側と並行である第１部分と、前記複数の第２伝送線の前記１つの前記第１の側と対向する第２の側と並行である第２部分と、前記複数の第２伝送線のうちの前記１つのターミナル端に垂直で前記ターミナル端の周りの、前記第１部分及び前記第２部分を結合する第３部分とを有する
方法。
【請求項９】
前記複数の第１伝送線と前記複数の第２伝送線とを用いてインピーダンスを変換する段階をさらに備える請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の第１伝送線のそれぞれ及び前記複数の第２伝送線のそれぞれは、細長い形状であり、前記複数の増幅信号のそれぞれは、前記複数の第２伝送線のうちの１つと並行である１以上の第１伝送線に電気的に結合される請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記中央導電域は、円形である請求項８から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記中央導電域は中央にノードを有し、前記複数の第１伝送線のそれぞれ及び前記複数の第２伝送線のそれぞれは矩形であり、前記複数の第２伝送線は前記ノードから外側へ放射状に延伸し、前記複数の第２伝送線は前記ノードを中心に等角度で離間して設けられ、前記複数の第１伝送線のうちの１つは前記複数の第２伝送線と並行である請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の電力増幅器と、前記複数の第１伝送線と、前記複数の第２伝送線と、前記中央導電域とが単一の集積回路上に配置されている請求項８から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
複数の電力増幅器と、
複数の第１伝送線と、
中央導電域と、
複数の第２伝送線と
を備える装置であって、
前記複数の電力増幅器のそれぞれは、入力及び出力を有し、
前記複数の電力増幅器のそれぞれの前記出力は、前記複数の第１伝送線のうちの異なる１以上の前記第１伝送線の第１端に電気的に結合され、
前記複数の第１伝送線のそれぞれの第２端は、供給電圧に結合され、
前記中央導電域はアンテナ端子に結合されたノードを有し、
前記複数の第２伝送線のそれぞれは、対応する前記第１伝送線を介して前記複数の電力増幅器の異なる出力に結合され、
前記複数の第２伝送線のそれぞれは、前記中央導電域に電気的に結合された端を有し、
前記複数の電力増幅器のそれぞれは、入力信号を受信して出力信号を生成し、
前記複数の電力増幅器の前記出力信号は、前記複数の第１伝送線から前記複数の第２伝送線へ磁気的に結合され、前記中央導電域の前記ノードにおいて加算され、
前記複数の第１伝送線は第１インピーダンスを有し、前記複数の第２伝送線は第２インピーダンスを有し、
電力増幅器のそれぞれの前記出力は、差動出力を有し、電力増幅器のそれぞれの前記差動出力は、前記複数の第２伝送線のうちの１つと並行である前記複数の第１伝送線のうちの２つに電気的に結合され、
前記装置は、前記複数の電力増幅器のうちの１つの前記差動出力を前記複数の第１伝送線のうちの前記２つに結合する第１カスコードトランジスタ及び第２カスコードトランジスタを更に有し、
前記第１カスコードトランジスタのドレインは、前記複数の第１伝送線の前記２つのうちの第１の第１伝送線の前記第１端に結合され、
前記第２カスコードトランジスタのドレインは、前記複数の第１伝送線の前記２つのうちの第２の第１伝送線の前記第１端に結合され、
前記第１及び第２カスコードトランジスタの前記ドレインは、前記複数の第２伝送線のうちの前記１つに対して、前記複数の第１伝送線のうちの前記２つの対向する端に接続される
装置。
【請求項１５】
アンテナと、
複数の電力増幅器と、
複数の第１伝送線と、
中央導電域と、
複数の第２伝送線と
を備える無線システムであって、
前記複数の電力増幅器のそれぞれは、入力及び出力を有し、
前記複数の電力増幅器のそれぞれの前記出力は、前記複数の第１伝送線のうちの異なる１以上の前記第１伝送線の第１端に電気的に結合され、
前記複数の第１伝送線のそれぞれの第２端は、供給電圧に結合され、
前記中央導電域は、前記アンテナに結合されたアンテナ端子に結合されたノードを有し、
前記複数の第２伝送線のそれぞれは、対応する前記第１伝送線を介して前記複数の電力増幅器の異なる出力に結合され、
前記複数の第２伝送線のそれぞれは、前記中央導電域に電気的に結合された端を有し、
前記複数の電力増幅器のそれぞれは、入力信号を受信して出力信号を生成し、
前記複数の電力増幅器の前記出力信号は、前記複数の第１伝送線から前記複数の第２伝送線へ磁気的に結合され、前記中央導電域の前記ノードにおいて加算され、
前記複数の第１伝送線は第１インピーダンスを有し、前記複数の第２伝送線は第２インピーダンスを有し、
電力増幅器のそれぞれの前記出力は、差動出力を有し、電力増幅器のそれぞれの前記差動出力は、前記複数の第２伝送線のうちの１つと並行である前記複数の第１伝送線のうちの２つに電気的に結合され、
前記無線システムは、前記複数の電力増幅器のうちの１つの前記差動出力を前記複数の第１伝送線のうちの前記２つに結合する第１カスコードトランジスタ及び第２カスコードトランジスタを更に有し、
前記第１カスコードトランジスタのドレインは、前記複数の第１伝送線の前記２つのうちの第１の第１伝送線の前記第１端に結合され、
前記第２カスコードトランジスタのドレインは、前記複数の第１伝送線の前記２つのうちの第２の第１伝送線の前記第１端に結合され、
前記第１及び第２カスコードトランジスタの前記ドレインは、前記複数の第２伝送線のうちの前記１つに対して、前記複数の第１伝送線のうちの前記２つの対向する端に接続される
無線システム。
【請求項１６】
複数の電力増幅器の信号電力を増幅して複数の増幅信号を生成する段階と、
前記複数の増幅信号を複数の第１伝送線に電気的に結合する段階と、
複数の第２伝送線のそれぞれが、対応する前記第１伝送線から前記増幅信号を受信するよう、前記複数の増幅信号を前記複数の第１伝送線から前記複数の第２伝送線へ磁気的に結合する段階と、
前記複数の増幅信号を前記複数の第２伝送線のそれぞれから中央導電域へと電気的に結合し、加算された増幅信号を生成する段階と、
前記加算された増幅信号をアンテナ端子へ電気的に結合する段階と
を備え、
前記複数の増幅信号を前記複数の第１伝送線に電気的に結合する段階において、
前記複数の増幅信号は、前記複数の第１伝送線のうちの異なる１以上の前記第１伝送線の第１端にそれぞれ電気的に結合され、前記複数の第１伝送線のそれぞれの第２端は、供給電圧に結合され、
前記複数の第１伝送線は第１インピーダンスを有し、前記複数の第２伝送線は第２インピーダンスを有し、
前記複数の電力増幅器のそれぞれの出力は、差動出力を有し、電力増幅器のそれぞれの前記差動出力は、前記複数の第２伝送線のうちの１つと並行である前記複数の第１伝送線のうちの２つに電気的に結合され、
前記複数の電力増幅器のうちの１つの前記差動出力は、前記複数の第１伝送線のうちの前記２つに第１カスコードトランジスタ及び第２カスコードトランジスタによって結合され、
前記第１カスコードトランジスタのドレインは、前記複数の第１伝送線の前記２つのうちの第１の第１伝送線の前記第１端に結合され、
前記第２カスコードトランジスタのドレインは、前記複数の第１伝送線の前記２つのうちの第２の第１伝送線の前記第１端に結合され、
前記第１及び第２カスコードトランジスタの前記ドレインは、前記複数の第２伝送線のうちの前記１つに対して、前記複数の第１伝送線のうちの前記２つの対向する端に接続される
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年５月１９日に出願した米国仮出願第６１／１７９，５９２号明細書に基づく優先権を主張するものであり、その内容の全体を参照により本出願に組み込む。
【背景技術】
【０００２】
本発明は電子回路における信号の混合に関する。
【０００３】
特に明記のない限り、ここに記載された手法は、本出願の請求項に対する従来技術ではなく、ここに包含されることにより従来技術であると認められるものではない。
【０００４】
多くの電子回路は、さまざまな機能を実行するべく信号処理を行う。一般的に、そのような電子回路の信号は、電圧及び電流値の変更を含み、電圧及び電流の変動は、例えば情報を表す。多くの電子システムの制限の一つとして、電圧及び電流信号の送信のために電子システムが生成可能な電力の量がある。例えば、無線システムにおいては、信号の受信を確実にするために、無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号の送信を最小限の電力レベルで行う必要がある場合がある。しかしながら、システム内の電子回路の電力出力は、例えば供給電圧または供給電流等の要件によって制限される場合がある。
【０００５】
例えば、トランジスタのサイズが減少すると、トランジスタを使用する電子回路は高速化し、より高い周波帯での動作が可能となる。しかしながら、トランジスタのサイズが減少すると、ブレイクダウン電圧も低下することから、デバイス動作の安全性を図るためには供給電圧を下げる必要がある。供給電圧が低いと、このようなデバイス内のトランジスタが生成可能な電力の量が減少する。例えば、無線システムでは、供給電圧が低いと、アンテナを駆動するための電力が減少する。つまり、無線システムがＲＦ信号を送信できる距離を短縮することになる。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の実施形態は、信号電力を混合する手法を含む。一実施形態は、複数の電力増幅器と、複数の第１伝送線と、複数の第２伝送線と、中央導電域とを備える装置を含む。電力増幅器のそれぞれは入力及び出力を有する。電力増幅器の出力は、異なる第１伝送線に電気的に結合される。中央導電域は、アンテナ端子に結合されたノードを有する。第２伝送線は、対応する第１伝送線を介して、複数の電力増幅器の異なる出力に結合され、第２伝送線のそれぞれは、中央導電域に電気的に結合された端を有する。電力増幅器のそれぞれは、入力信号を受信し、出力信号を生成する。電力増幅器の出力信号は、第１伝送線から第２伝送線へ磁気的に結合され、中央導電域のノードで加算される。
【０００７】
一実施形態では、第１伝送線は第１インピーダンスを有し、第２伝送線は第２インピーダンスを有する。
【０００８】
一実施形態では、第１伝送線のそれぞれ及び第２伝送線のそれぞれは、細長い形状であり、各電力増幅器の出力は、第２伝送線のうちの１つと並行である、１以上の第１伝送線に電気的に結合される。
【０００９】
一実施形態では、各電力増幅器の出力は、第２伝送線のうちの１つと並行である、第１伝送線のうちの１つに電気的に結合される。
【００１０】
一実施形態では、各電力増幅器の出力は、差動出力を有し、各電力増幅器の差動出力は、第２伝送線のうちの１つと並行である、第１伝送線のうちの２つに電気的に結合される。
【００１１】
一実施形態では、各電力増幅器の出力は、第１差動出力を有する第１電力増幅器と、第２差動出力を有する第２電力増幅器とを含む。第１差動出力の第１出力は、第２伝送線のうちの１つと並行である、第１伝送線のうちの第１の第１伝送線に電気的に結合される。第２差動出力の第１出力は、第２伝送線のうちの１つと並行である、第１伝送線のうちの第２の第１伝送線に電気的に結合される。第１差動出力の第２出力は、第３伝送線の第１端に結合され、第２差動出力の第２出力は、第３伝送線の第２端に結合される。第３伝送線は、第２伝送線の第１の側と並行である第１部分と、第２伝送線の第１の側と対向する第２の側と並行である第２部分とを有する。
【００１２】
一実施形態では、中央導電域は円形であり、ノードは円形の中央導電域の中央に位置する。
【００１３】
一実施形態では、第１伝送線及び第２伝送線は矩形である。
【００１４】
一実施形態では、第１伝送線は第２伝送線と並行である。
【００１５】
一実施形態では、第２伝送線はノードから外側へ放射状に延伸する。
【００１６】
一実施形態では、複数の第２伝送線はノードを中心に等角度で離間する。
【００１７】
一実施形態では、複数の電力増幅器と、複数の第１伝送線と、複数の第２伝送線と、中央導電域とが単一の集積回路上にある。
【００１８】
別の実施形態は、アンテナとここに記述する装置の実施形態とを含む無線システムを備える。
【００１９】
別の実施形態は、複数の電力増幅器の信号電力を増幅して複数の増幅信号を生成する段階と、複数の増幅信号を複数の第１伝送線に電気的に結合する段階と、複数の増幅信号を複数の第１伝送線から複数の第２伝送線へ磁気的に結合する段階と、複数の増幅信号を第２伝送線のそれぞれから中央導電域へ電気的に結合し、加算された増幅信号を生成する段階と、加算された増幅信号をアンテナ端子へ電気的に結合する段階とを備え、複数の増幅信号は、１以上の異なる第１伝送線に電気的に結合され、第２伝送線のそれぞれは、対応する第１伝送線から増幅信号を受信する方法を含む。
【００２０】
一実施形態では、方法は、第１伝送線と第２伝送線とを用いてインピーダンスをトランスフォームする段階をさらに含む。
【００２１】
一実施形態では、第１伝送線のそれぞれ及び第２伝送線のそれぞれは、細長い形状であり、各増幅信号は、第２伝送線のうちの１つと並行である、１以上の第１伝送線に電気的に結合される。
【００２２】
一実施形態では、各増幅信号は、第２伝送線のうちの１つと並行である、第１伝送線のうちの１つに電気的に結合される。
【００２３】
一実施形態では、各増幅信号は、差動増幅信号を有し、各増幅信号は、第２伝送線のうちの１つと並行である、第１伝送線のうちの２つに電気的に結合される。
【００２４】
一実施形態では、各増幅信号は、第１差動出力信号及び第２差動出力信号を有し、第１差動出力信号の第１コンポーネントは、第２伝送線のうちの１つと並行である、第１伝送線のうちの第１の第１伝送線に電気的に接続され、第２差動出力信号の第１コンポーネントは、第２伝送線のうちの１つと並行である、第１伝送線のうちの第２の第１伝送線に電気的に結合され、第１差動出力信号の第２コンポーネント及び第２差動出力信号の第２コンポーネントは、第３伝送線の対向する端にそれぞれ結合される。第３伝送線は、第２伝送線の１つの第１の側と並行である第１部分と、第２伝送線の１つの第１の側と対向する第２の側と並行である第２部分とを有する。
【００２５】
以下の詳細な説明及び添付図面は、本発明の本質及び利点についてのより良い理解を促す。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態における、信号電力混合回路である。
【００２７】
【図２】本発明の一実施形態における、磁気カップリングである。
【００２８】
【図３】本発明の別の実施形態における、磁気カップリングである。
【００２９】
【図４】本発明のさらに別の実施形態における、磁気カップリングである。
【００３０】
【図５】本発明の一実施形態における、電力の混合方法である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
信号電力を混合する手法を以下に詳述する。以下では、特定の実施形態についての十分な理解を促すべく、多数の例及び具体的な詳細を示して説明する。ここに開示する回路及び方法は、多様な電子システムで用いられてよい。さらに、ここに開示する回路及び方法は、集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒｅｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）で実装されてよい。請求項が定義する特定の実施形態は、これらの例の機能の全てまたはいくつかを、単独または以下に説明するその他の機能と組み合わせて含んでよく、さらにここに説明する機能及び概念の修正及び等価物を含んでよい。
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態における、信号電力混合回路１００である。無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）システムは、アンテナ１５２へ送信される、信号Ｓ１からＳ４を生成してよい。信号電力混合回路１００は、それぞれ対応する信号Ｓ１〜Ｓ４を受信する、複数の電力増幅器１０１〜１０４を含む。例えば、電力増幅器１０１は、入力信号Ｓ１を受信する入力を含み、電力増幅器１０１の出力に出力信号を生成する。同様に、電力増幅器１０２は、入力信号Ｓ２を受信する入力を含み、電力増幅器１０２の出力に出力信号を生成する。また同様に、電力増幅器１０３は、入力信号Ｓ３を受信する入力を含み、電力増幅器１０３の出力に出力信号を生成する。この例では、４つの信号が混合される。従って、電力増幅器１０４は、入力信号Ｓ４を受信する入力を含み、電力増幅器１０４の出力に出力信号を生成する。例えば、信号Ｓ１〜Ｓ４は、４つの異なる電力増幅器１０１〜１０４及び送信電力を強める混合回路を用いてアンテナ１５２へ送信される、１つの信号であってよい。
【００３３】
信号電力混合回路１００は、伝送線１１１〜１１４を含む。一般的に、伝送線１１１〜１１４は、例えば矩形等の、第１端及び第２端を有する細長い形状である。この例では、伝送線１１１〜１１４それぞれの第１端は、電力増幅器１０１〜１０４の異なる出力に結合され、伝送線１１１〜１１４それぞれの第２端は、中央導電域１１０に電気的に結合される。電気的なカップリングは、例えば、金属配線等の導体素子の接続、または集積回路の導電域によって確立されてよい。以下に詳述するが、電力増幅器１０１〜１０４それぞれからの出力信号は、対応する伝送線１１１〜１１４に磁気的に結合される。磁気的なカップリングは、伝導体によって接続されていない導電素子間の信号の結合にインダクタンスを用いることで確立されてよい。例えば、第２伝送線が第１伝送線で伝播している信号の磁界内にある場合、伝送線のインダクタンスを用いて第１伝送線から第２伝送線への信号を磁気的に結合してよい。出力信号が伝送線１１１〜１１４に結合されると、出力信号のそれぞれは、信号電力がノード１５１で加算される中央導電域１１０へ向けて伝播する。中央導電域１１０のノード１５１は、例えば集積回路のパッドまたはピン等のアンテナ端子１５０に結合され、アンテナ端子１５０は、例えば無線システム等のシステムアプリケーションのアンテナ１５２に結合されてよい。
【００３４】
この例では、伝送線１１１は、電力増幅器１０１の出力に結合された第１端１１１ａを有してよい。伝送線１１１の第２端１１１ｂは、中央導電域１１０に電気的に結合してよい。同様に、伝送線１１２は、電力増幅器１０２の出力に結合された第１端１１２ａを有してよい。伝送線１１２の第２端１１２ｂは、中央導電域１１０に電気的に結合してよい。また同様に、伝送線１１３は、電力増幅器１０３の出力に結合された第１端１１３ａを有してよい。伝送線１１３の第２端１１３ｂは、中央導電域１１０に電気的に結合してよい。この例では最後に、伝送線１１４は、電力増幅器１０４の出力に結合された第１端１１４ａを有してよい。伝送線１１４の第２端１０４ｂは、中央導電域１１０に電気的に結合してよい。
【００３５】
この例では、中央導電域１１０は、円形であり、円形の中央導電域の中央にノード１５１を有する。さらに、伝送線１１１〜１１４のそれぞれは、矩形であり、ノード１５１から外側へ放射状に延伸する。伝送線１１１〜１１４のそれぞれは、第１端１１１ａ〜１１４ａからノード１５１へのパスを形成する。この例では、矢印１１５、１１６、１１７及び１１８が示すように、伝送線１１１〜１１４は、出力信号の電力がノード１５１で加算されるべく、第１端１１１ａ〜１１４ａそれぞれとノード１５１との間に直線のパスを形成する。従って、電力増幅器の出力信号がノード１５１で加算されるように、第１端１１１ａ〜１１４ａは、それぞれノード１５１から等しい第１距離ｄ１に位置し、第２端１１１ｂ〜１１４ｂは、それぞれノード１５１から等しい第２距離ｄ２に位置する。実施形態の一例として、伝送線１１１〜１１４及び中央導電域１１０は、単一の半導体集積回路上の単一のメタライゼーションパターンであってよく、ノード１５１は、メタライゼーション層間のビアホールを用いてアンテナに結合されてよい。
【００３６】
この例では、伝送線１１１〜１１４は、ノード１５１を中心に角によって分割される。例えば、伝送線１１１と伝送線１１２との間隔は角度θ１である。同様に、伝送線１１２と伝送線１１３との間隔は角度θ２である。また同様に、伝送線１１３と伝送線１１４との間隔は角度θ３である。さらにこの例では、伝送線１１４と伝送線１１１との間隔は角度θ４である。ここでは、θ１、θ２、θ３及びθ４は等しい。従って、この例では中央導電域１１０が円形であることから、伝送線１１１〜１１４は、中央導電域１１０の外周の周りに、互いに等距離の間隔で配される。
【００３７】
図２は、本発明の一実施形態における、磁気カップリングである。図２の回路２００は、トランジスタ２０１を含む、電力増幅器の出力段を示す。この例では、トランジスタ２０１は、ゲート、ソース及びドレインを有するＮＭＯＳである。トランジスタ２０１のゲートは、信号Ｓを受信する。トランジスタ２０１のソースは接地し、ドレインは伝送線２１１の１端に結合する。伝送線２１１の対向する端は、供給電圧Ｖｄｄに結合する。伝送線２１１は、矩形であり、別の伝送線１１１と並行である。上述のように、伝送線１１１は、中央導電域１１０に電気的に結合する。伝送線２１１及び１１１は共に寄生インダクタンスを有する。伝送線２１１及び１１１は、相互に物理的に接触しないが、寄生インダクタンスによって生成された磁界によって、相互に磁気的に結合する。例えば、伝送線２１１及び１１１は、酸化物で分離された金属線であってよい。磁気カップリングの量は、伝送線２１１と１１１との間の距離に部分的に基づく。従って、伝送線２１１及び１１１は、目的量の磁気カップリングを実現するべく、十分に近い距離に配置される。トランジスタ２０１のゲートに信号Ｓが適用されると、伝送線２１１に電流が流れる。そして、伝送線２１１内の電流の変動は、伝送線１１１内に対応した変動を発生させる、磁界を生成する。従って、信号Ｓは、電流へと変えられ、伝送線２１１から伝送線１１１へと磁気的にカップリングされる。上述のように、信号は、伝送線１１１を中央導電域１１０内からノード１５１へと伝播する。
【００３８】
一実施形態では、伝送線２１１及び１１１は伝送線のインピーダンスを変換する。インピーダンスは例えば、伝送線の長さ、幅及び厚さの関数であってよい。伝送線２１１は、例えば２５オームのインピーダンスを有し、伝送線１１１は、例えば５０オームの異なるインピーダンスを有してよい。
【００３９】
図３は、本発明の別の実施形態における、磁気カップリングである。この例では、電力増幅器は、回路３００が示す差動出力を含む。回路３００は、信号Ｓ＋を受信すべく結合されたゲートを有するトランジスタ３０１と、信号Ｓ−を受信すべく結合されたゲートを有するトランジスタ３０２を含む。信号Ｓ＋及びＳ−は、差動信号のコンポーネントである。トランジスタ３０１及び３０２のソースは、バイアス電流３０５を介して接地する。トランジスタ３０１のドレインは、カスコードトランジスタ３０３のソースに結合し、トランジスタ３０２のドレインは、カスコードトランジスタ３０４のソースに結合する。トランジスタ３０３及び３０４のゲートは、バイアス電圧Ｖｂに結合し、トランジスタ３０３及び３０４のドレインは、電力増幅器の差動出力に結合する。この例では、電力増幅器は、伝送線１１１と並行である２つの伝送線３１１及び３１２に電気的に結合する。図２で説明したように、伝送線３１１及び３１２は、伝送線１１１に磁気的に結合する。トランジスタ３０３のドレインは、伝送線３１１の最初の端に結合し、伝送線３１１の対向する端は、供給電圧Ｖｄｄに結合する。同様に、トランジスタ３０４のドレインは、伝送線３１２の最初の端に結合し、伝送線３１２の対向する端は、供給電圧Ｖｄｄに結合する。
【００４０】
トランジスタ３０３及び３０４のドレインの信号は差動信号であるため、ドレインは、伝送線１１１に対して、伝送線３１１及び３１２の対向する端に接続される。このため、例えば電流が相殺されることなく、信号は効果的に伝送線１１１へ磁気的に結合される。具体的には、トランジスタ３０３のドレインは、伝送線１１１の、中央導電域１１０から最も遠いターミナル端に隣接する、伝送線３１１の第１端に結合する。伝送線３１１の第２端は、中央導電域１１０に向いた伝送線１１１の一方の側に隣接する。伝送線３１１内の電流３９０は、電流３９０と逆の極性を有する、対応する電流３９２を発生させる磁界を生成する。電流が相殺しないように電流３９２と同じ極性を有する電流３９３を生成するため、トランジスタ３０４のドレインは、中央導電域１１０に向いた伝送線１１１の他方の側に隣接する、伝送線３１２の端に結合される。伝送線３１２の第２端は、伝送線１１１の、中央導電域１１０から最も遠いターミナル端に隣接する。この例では、伝送線３０３及び３０４の長さは同じであり、伝送線１１１及び３１２から伝送線３１１へ等しい磁気カップリングを生成する。
【００４１】
図４は、本発明のさらに別の実施形態における、磁気カップリングである。回路４００が示すように、差動出力を有する２つの電力増幅器４０１及び４０２は、伝送線１１１及び中央導電域１１０は磁気的に結合する。この例では、電力増幅器４０１及び４０２は、信号Ｓを受信する。電力増幅器４０１は、伝送線４０３に電気的に結合した正出力（「＋」）及び伝送線４０５に電気的に結合した負出力（「−」）を有する。同様に、電力増幅器４０２は、伝送線４０３に電気的に結合した正出力（「＋」）及び伝送線４０４に電気的に結合した負出力（「−」）を有する。伝送線４０４及び４０５は、矩形であり、伝送線１１１と並行である。伝送線４０４の１端は、中央導電域１１０方向の、伝送線１１１の第１端に隣接する、例えば仮想接地等の接地に結合される。伝送線４０４の対向する端は、伝送線１１１のターミナル端方向で中央導電域１１０からより遠い、電力増幅器４０２の負出力に結合される。同様に、伝送線４０５の１端は、中央導電域１１０方向の、伝送線１１１の第１端に対向する第２端に隣接する、例えば仮想接地等の接地に結合される。伝送線４０５の対向する端は、伝送線１１１のターミナル端方向で中央導電域１１０からより遠い、電力増幅器４０１の負出力に結合される。
【００４２】
電力増幅器４０１及び４０２の正出力は、伝送船４０３の対向する端に電気的に結合される。伝送線４０３は、中間点４１１で例えば仮想接地等の接地に結合される。伝送線４０３は、伝送線１１１の第１の側に並行である部分４０３ａを有する。伝送線４０３の部分４０３ａは、伝送線１１１のターミナル端方向に、伝送線１１１の第１の側と並走する。伝送線４０３は、伝送線１１１の第１の側と対向する第２の側に並行である別の部分４０３ｂを有する。伝送線４０３の部分４０３ｂは、伝送線１１１のターミナル端方向に、伝送線１１１の第２の側と並走する。この例では、第１部分４０３ａ及び第２部分４０３ｂは、伝送線１１１のターミナル端に垂直及びその周りの第３部分４０３ｃによって結合される。電力増幅器４０１及び４０２の出力信号は、伝送線４０３〜４０５から伝送線１１１に磁気的に結合され、中央導電域１１０のノードへ伝播する。
【００４３】
上述の例では、伝送線の形状は矩形であるが、互いに隣接するその他の細長い形状で上述の磁気カップリングが実装されてよいことを理解されたい。さらに、いくつかの実装では、電力増幅器、電力増幅器の出力に電気的に結合された伝送線、中央導電域及び中央導電域に電気的に結合された伝送線は、単一の集積回路に集積されてよい。単一の集積回路は、例えば無線システムでの使用のためのアンテナに結合されたパッドまたはピンを有してよい。
【００４４】
図５は、本発明の一実施形態における、電力の混合方法である。５０１では、複数の増幅信号が生成するべく複数の電力増幅器で電力が増幅される。５０２では、増幅信号が第１伝送線に電気的に結合される。上述のように、各増幅信号は１以上の異なる第１伝送線に電気的に結合される。例えば、図２のように、各増幅信号が単一の伝送線２１１に結合されてよい。別の例としては、各増幅信号が図３の伝送線３１１〜３１２または図４の伝送線４０３〜４０５のように複数の伝送線に結合されてよい。５０３では、増幅信号が第１伝送線から第２伝送線に磁気的に結合される。上述の例のように、第２伝送線のそれぞれは、第１伝送線を介して異なる増幅信号を受信する。５０４では、各第２伝送線から中央導電域に増幅信号が電気的に結合される。５０５では、加算された増幅信号を生成すべく、増幅信号が中央導電域のノードで加算される。５０６では、加算された増幅信号が中央導電域のノードから、アンテナ端子に電気的に結合される。アンテナ端子は、例えば無線システムのアンテナに接続してよい。
【００４５】
以上の説明は、本発明の特徴の実装方法の例と共に本発明の多様な実施形態を示す。上述の例及び実施形態は、唯一の実施形態であると見なされるべきではなく、以下の請求項が定義する本発明の柔軟性と利点を説明するべく示されている。例えば、上述した方法またはプロセスの１以上の段階は、異なる順序であるいは同時に実行され、所望の結果が達成されてよい。上述の開示及び以下の請求項に基づき、請求項が定義する本発明の本質から乖離することなく、その他の配置、実施形態、実装及び等価物が採用されてよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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